Disposición de Geófonos en Método ESAC

El método ESAC, es una derivación del método SPAC, el cual está desarrollado en base a una matriz circular de geófonos.

La ejecución del arreglo circular de geófonos en terreno, no siempre es facil de realizar e implica tiempo de ejecución del cual no siempre se dispone. ESAC, por su parte, permite utilizar configuraciones variadas de geófonos en planta, esta situación llevó al desarrollo de una investigación en la Universidad del Biobio, como parte del proceso de titulación de la Alumna Cristina San Martín.

La investigación considera como base (patrón) la matriz circular, y luego, se desarrollan matrices de geófonos con forma de L, C y CA, derivadas de la matriz lineal utilizada previamente en los ensayos Remi y Masw. Las matrices utilizadas, se muestran en la siguiente imagen:

En el arreglo circular, se utilizaron 16 geófonos y en el resto de los arreglos, se utilizaron 18 geófonos. Se tomaron al menos tres registros de datos, cuya recolección fue realizada con el equipo DOREMI de SARAelectronics instruments. Los archivos fueron procesados con el paquete de Software Geopsy.

Por lo general, en una curva de dispersión, la zona entre los 5 y los 12 Hz, es una zona de incertidumbre en la determinación de la curva aparente., lo que se puede visualizar en el siguiente gráfico:

La zona de frecuencias bajas, queda cubierta por REMI y la zona de frecuencias sobre 10 a 12 Hz, queda cubierta por MASW.

Los resultados obtenidos en la investigación, muestran claramente que la matriz circular (Patrón SPAC) entrega resultados muy definidos en la zona de 4 a 12 Hz,  lo que se pierde, en la matriz con forma de L. Las matrices C y corchete (CA), entregan resultados con mejor resolución.

Considerando el tiempo invertido en la generación de la matriz en terreno (a partir de la  matriz lineal) y la variación de los resultados obtenidos con Geopsy, al compararlos con el patrón circular,  se concluye que la matriz C es la que entrega los resultados más optimos,

En la exposición realizada por la alumna, quedaron planteadas una serie de inquietudes tendientes a mejorar la resolución de las configuraciones más básicas, esto es, aumentar el espaciamiento entre los geófonos, aumentar el tiempo de medición, etc.

Capacitación

El sábado 29 de noviembre, estuve en Santiago de Chile, con INDICA Ingenieros, haciendo la capacitación en el uso del equipo DOREMI de la empresa italiana SARA Electronics Instruments y que permite realizar los ensayos para la determinación de la velocidad de onda de corte y luego, realizar la clasificación del suelo, de qcuerdo a lo indicado en el DS61.

En la ocasión pudimos ver las características y capacidades del equipo DOREMI, su forma de uso y lo principal, realizar algunos ejercicios en terreno para ensayos Remi, Masw y Esac.

Las pruebas se ejecutaron en un terreno ampli, en la comuna de Quinta Normal, lo  que permitió extender los arreglos lineales para Masw y Remi.

Se analizó el esquema de disposición de geófonos, algunos tips, para la realizacíón más rápida de los ensayos y la detección de los errores típicos que suceden en terreno y que pueden malograr una medición.

Posteriormente, analizamos los resultados obtenidos en terreno, con distintos programas (Masw, Geopsy, EasyMasw), de manera que la empresa pueda tomar la decisión de compra del software mas adecuado a sus gustos.

También pudimos ver en funcionamiento el equipo Geobox SR04 de Sara Electronics Instruments, que permite la medición de vibraciones en tres direcciones, lo que posibilita, mediante el método de Nakamura, medir el periodo del suelo, discutir acerca del procesamiento de estas señales, los distintos softwares que existen para este fin y el criterio SESAME, que se utiliza en Europa para esta medición.

Nuevas Mediciones

Los ultimos días han sido bastante movidos. Nos ha tocado hacer mediciones en distintos lugares como Chimbarongo, Lontué, Curicó, Concepción, etc,

En todos los casos se han realizado mediciones de tipo MASW y mediciones de tipo REMI. Está claro que los suelos del valle central son mucho mejores que los suelos de la zona costera de concepción y luego, la velocidad de onda de corte es mayor.

En chimbarongo, encontramos un suelo muy rígido, lo que quedó en evidencia desde la primera medición tipo MASW, ya que el sismograma no presentó ningun tipo de dispersión, tal como se puede ver en la siguiente imagen.

Este resultado de terreno, da luces acerca de la claridad con que se podrá hacer posteriormente la determinación de la Vs30 y el perfil estratigráfico.

Ahora bien, en otros terrenos, como el mostrado en la imagen y que corresponde a un sector dentro de la ciudad de Concepción, la situación no es tan clara ya que el fenómeno de dispersión se presenta en conjunto con el ruido ambiental.

La observación  de este comportamiento en terreno, permite definir la necesidad de realizar nuevas mediciones u otro tipo de ensayos que permitan un análisis menos engorroso.

La sola observación de los sismogramas, muestra cual terreno, tiene mayor velocidad de onda de corte, ya que las pendientes que se pueden trazar en las lecturas, son totalmente distintas

Medición de Ondas de Corte

Hace algunas semanas tuvimos que realizar medición de ondas de corte, para determinarción de la Vs30,  en la localidad de Rio Puelo, capital de la comuna de Cochamó.

Aún cuando desde Concepción el viaje es larguísimo y cansador (alrededor de 10 horas), el hecho de visitar esta zona, en que los paisajes son increíbles, hace que el cansancio sea lo de menos.

Los arboles, los rios, el bosque, el verde de la vegetación, el mar, llega a ser en algunos lugares sobrecogedor e impactante. dan ganas de quedarse o devolver de visita.

En cuanto a las mediciones, en esta ocasión, se realizaron dos arreglos lineales para ensayos MASW y REMI, en dos direcciones ortogonales, además de un ensayo bidimensional para medición de tipo ESAC.

Se utilizaron 16 geófonos verticales de 4.5 hz y el espaciamiento considerado fue de 3.0 m.

Mediciones MASW

Las mediciones MASW, son aquellas en que se emite una onda, m
ediante un golpe en la superficie del suelo y está va siendo registrada en el arreglo lineal de geófonos.

La forma en que las ondas quedan registradas en el geófono, permite en terreno obtener algunos parámetros del mismo.

La imagen siguiente corresponde a la medición MASW de un terreno en MOLINA. Se puede ver que la onda no se dispersa, e incluso, se podría establecer la existencia de al menos dos estratos claramente definidos.

Entre los geófonos 1 al 8, se podría establecer una pendiente, lo que indica un primer estrato con una velocidad menor al que se podría establecer entre los geófonos sucesivos.

El hecho de que la onda, no se disperse, muestra la alta rigidez del suelo. También se puede ver que el registro no se contamina con ruido ambiental.

En la imagen de la derecha, se puede ver que la onda es mas lenta y que existe una mayor dispersión, lo que es propio de terrenos sueltos o de menor rigidez.

También se puede ver que existe contaminación dada por el ruido ambiental, lo que si bien podría representar un problema para la MASW, no lo es para el ensayo REMI.

Curso de Geofisica Aplicada. Perugia. Italia

Los dias 20 y 21 de septiembre, se realizó en la ciudad de Perugia, Italia, el curso de Geofisica Aplicada organizado por la empresa Sara Electronics Instruments y dictado por los Geólogos Francesco Stragapede y Lando Umberto Pacini.

En la ocasión se revisaron los conceptos asociados a las distintas ondas superficiales (Ondas S, Love, rauyleigh, etc.) y la forma en que éstas muestran lo que sucede en los estratos inferiores, mediante la frecuencias que son registradas en los geófonos.

Posteriormente se realizaron tomas de muestras para REMI, Masw, Refracción y ESAC, para luego ser procesadas con programas de uso específico.

Workshop en Geofisica Aplicada

El viernes 6 de septiembre de 2013, se realizó exitosamente el Taller de Geofísica Aplicada organizado por el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad del Biobio y la empresa italiana SARA Electronics Instruments.

La exposición de Mauro Mariotti abarcó numerosos tópicos como las características de los distintos instrumentos para mediciones de Geofisica Aplicada, los parámetros de clasificación de suelos (Vs, fo, etc), las distintas mediciones de ondas superficiales existentes, las características de cada una de ellas, le metodología de interpretación, etc.

Además, se realizó una demostración práctica de toma de datos para los métodos MASW, REMI y H/V, utilizando los equipos SARA.

El muestreo se realizó en las canchas de la universidad del Biobió y luego los datos fueron analizados con distintos programas como Geopsy, Geoexplorer, Masw, etc.

La totalidad de las presentaciones power point mostradas en el taller se pueden obtener siguiendo las siguienes instrucciones.

O siguiendo el este link (http://www.sara.pg.it/documents/workshop.pdf).

Nuevo Curso de Capacitación

En Septiembre próximo se realizará un nuevo curso de capacitación en Perugia Italia. La temática será el análisis de los registros (sismográmas) de pruebas MASW y REMI y su correcta interpretación para determinar el perfil de velocidades de Ondas de Corte (Vs) y luego la Vs30, requerida en nuestra normativa para la Clasificación sísmica del Suelo.

El curso está organizado por la empresa SARA, que realiza la producción de los equipos de medición y será dictado por reconocidos Geólogos Italianos.

Monitoreo Sísmico

Hace algunos días nos llegó un nuevo equipo, Se trata de Geobox SR04 de Sara, que permite la realización de monitorero sísmico al realizar un registro permanente del suelo, pudiendo así captar movimientos sísmicos como sismos en un rango de 600 km a la redonda.

En estos momentos estamos en fase de instalación y prueba y prontamente podremos informar del avance en esta área.

El equipo, permite también realizar en terreno el registro tridimensional de movimiento del suelo, con el cual se puede calcular la relación H/V dada por el método de Nakamura y determinar el periodo fundamental del suelo en el sitio medido.

La relación H/V es de amplio uso en muchos lugares del mundo ya que permite estimar la relación entre el periodo del suelo y el periodo de un edificio y estimar la respuesta (resonancia).

Estamos haciendo todos los ajustes para poder dar el servicio de determinación de la relación H/V de acuerdo a los criterios del proyecto SESAME (Site EffectS assessment using AMbient Excitations) de la Comunidad Europea.